第1章 第3节 第2课时 气体摩尔体积-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步Word教案（鲁科版2019）

第2课时　气体摩尔体积 学业水平目标 学科核心素养 1.了解气体摩尔体积的含义和应用 2.能运用气体摩尔体积进行简单计算 1.在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积概念的理解 2.通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成要素及其相互关系 [知识梳理] 1．影响气体体积的因素 (1)影响因素 由于气体分子之间的平均距离比分子直径　大得多　，因此粒子数目相同的情况下，气体体积的大小主要取决于气体　分子之间的距离　。 (2)同温同压下1 mol气体体积的关系 同温同压下，气体分子之间的平均距离近似相等，所以1 mol气体的体积　基本相同　。 (3)阿伏加德罗定律 ①内容： 同温同压下，相同体积的任何气体含有　相同　数目的分子。 ②内容总结：“三同”定“一同” 2．气体摩尔体积 (1)气体摩尔体积 ①概念：在一定的温度和压强下，　单位物质的量　的气体所占的体积。 ②符号：　Vm　。 ③单位：　L·mol－1　或m3·mol－1。 ④物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系：n＝　V/Vm　。 (2)标准状况下气体的摩尔体积 ①标准状况的含义：温度　0 ℃　、压强为　101_kPa　。 ②标准状况下气体的摩尔体积：　22.4_L·mol－1　。 [预习质检] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L。( × ) (2)标准状况下，36 g水的体积约为44.8 L。( × ) (3)1 mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4 L。( × ) (4)在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。( × ) 2．标准状况下，0.4 mol HCl气体的体积是(　　) A．22.4 L　　　　　 B．11.2 L C．4.48 L D．8.96 L 解析：D　[V＝0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L。] 3．下列叙述正确的是(　　) A．影响气体体积的主要因素是气体分子的大小 B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L C．只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L·mol－1 D．标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都约为1 mol 答案：D 　　　　　气体摩尔体积的理解与相关计算 标准状况下，气体摩尔体积的相关计算 ①气体的物质的量n＝。 ②气体的密度ρ＝＝＝。 ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。 ④气体的质量m＝n·M＝·M。 [典例剖析] [例1]　下列说法正确的是(　　) ①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ②0.5 mol H2所占体积为11.2 L　③标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L　④标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1　⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同 A．①③⑤　　　　　 B．④⑥ C．②④⑥ D．①④⑥ [解析]　B　[①该物质在标准状况下不一定是气体；②没有限定处于标准状况下，0.5 mol H2所占体积不一定为11.2 L；③标准状况下，H2O不是气体；⑤各种气体的气体摩尔体积在标准状况下都约为22.4 L·mol－1。] [易错警示]　计算中使用“22.4 L·mol－1”的三注意 (1)使用“条件”：标准状况。 (2)使用对象：必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。水、乙醇、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。 (3)在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。其他条件下的气体摩尔体积不一定不是22.4 L·mol－1。 [变式训练] 1．下列说法正确的是(　　) A．32 g O2的体积为22.4 L B．22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子 C．在标准状况下，22.4 L水的物质的量为1 mol D．在0 ℃、1.01×105Pa下，22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22.4 L 解析：D　[32 g O2的物质的量为1 mol，但1 mol气体的体积不一定是22.4 L，同样22.4 L气体的物质的量也不一定为1 mol，即22.4 L N2不一定含有阿伏加德罗常数个氮气分子，故A、B均不正确；在标准状况下，水为液态，22.4 L水的物质的量不是1 mol，故C不正确；0 ℃、1.01×105Pa就是标准状况下对应的温度和压强，在标准状况下，1 mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4 L。] 阿伏加德罗定律及推论 1．阿伏加德罗定律 即“三同(T、p、V)”定“一同(N)”。 注意　同温、同压、同体积的气体所含分子数相同，但不同气体分子中所含原子数目不一定相同。 2．阿伏加德罗定律的重要推论 [典例剖析] [例2]　下列叙述不正确的是(　　) A．常温常压下，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比 B．在同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比 C．在标准状况下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比 D．在同温同压下，相同体积的两种气体的质量之比等于摩尔质量之比 [解析]　C　[常温常压下，由ρ＝＝可知，密度与摩尔质量成正比，即气体的密度之比等于摩尔质量之比，故A正确；由阿伏加德罗定律的推论可知，同温同体积时，两种气体的物质的量之比等于压强之比，故B正确；如质量相等，由＝可知，气体的体积与摩尔质量成反比，如质量未知，则不能比较体积和摩尔质量的关系，故C错误；根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，相同体积的两种气体含有的分子数相同，根据n＝可知气体的物质的量相等，再根据m＝nM可知，气体的质量之比等于摩尔质量之比，故D正确。] [易错警示]　(1)阿伏加德罗定律及推论主要使用于任意气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 (2)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，可概括为三“同”定一“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。 (3)阿伏加德罗定律及其所有推论不必死记硬背，用时可以通过理想气体状态方程pV＝nRT(式中R为常数)以及n＝＝、ρ＝进行简单的推导而得到。 [变式训练] 2．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　) A．质量相等、密度不等的N2和C2H4 B．等压等体积的N2和CO2 C．等温等体积的O2和N2 D．不同体积等密度的CO和C2H4 解析：A　[N2和C2H4的摩尔质量相等，在质量相等时二者的物质的量相等，即分子数相等，故A正确；等压条件下，由于温度不一定相同，等体积的N2和CO2的物质的量不一定相等，所以其分子数不一定相等，故B错误；由于压强未知，等温等体积的O2和N2物质的量不一定相等，所以其分子数不一定相等，故C错误；不同体积等密度的CO和C2H4质量不相等，CO和N2的摩尔质量相等，则两种气体物质的量不相等，分子数目一定不相等，故D错误。] 　　　　　　　　各物质的物理量在化学方程式中的关系 [问题探究]　已知参与反应的各物质的物理量之间的比例关系如下： 　　　　aA＋　　bB===　cC＋　dD 系数化： a　 ∶ b　 ∶ c　 ∶ d 质量比： aMA∶ bMB∶ cMC∶ dMD 物质的量比： a　 ∶ b　 ∶ c　 ∶ d (1)在相同条件下，若上述反应中参加反应的物质均为气态，则反应的各气体体积之间有怎样的定量关系？ (2)若上述反应中C为气体，则反应物A的质量与反应物B的物质的量以及气体C在标准状况下的体积有怎样的定量关系？ (3)已知下列反应中各物质的定量关系： 　　　　　 2H2(g)＋　　　O2(g)===　　2H2O(l) 系数 2 1 2 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol 2 mol× 1 mol× 2 mol× 质量 2 g·mol－1 32 g·mol－1 18 g·mol－1 标准状况 2 mol× 1 mol× 下气体体积 22.4 L·mol－1 22.4 L·mol－1 计算标准状况下4.48 L H2与足量O2反应生成H2O的质量。 [答案]　(1)提示在同温同压下，参加反应的气体体积之比等于化学方程式中各物质化学式之前的系数之比，即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)＝a∶b∶c∶d。 (2)提示 aA　＋　bB===cC(g)　＋　dD a×MA g b mol　c×22.4 L m(A)　n(B)　V(C) 则比例关系：＝＝ (3)提示　方法一：先把4.48 L换算成物质的量为0.2 mol，再根据物质的量之比等于化学方程式中化学式前的系数之比算出可生成0.2 mol H2O，最后用公式m＝n×M算出H2O的质量为3.6 g。 方法二：找出直接关系。44.8 L H2生成36 g H2O，则4.48 LH2生成3.6 g H2O。 [深化拓展] 根据化学方程式的计算 物质的量应用于化学方程式的计算，其步骤可归纳为“2个未知”和“2个式子”。即根据题意设未知量，根据化学方程式列关系式，根据关系式列比例式，根据比例式求未知数。 (1)设未知量：根据题意设出未知量。对于未知量的设置，一要注意未知量的表示符号；二要注意未知量不带单位。 (2)列关系式：根据化学方程式列关系式时，不同的物质，可以用不同的单位，同一种物质只能用同一种单位，即上下单位相同，左右单位对应。 (3)列比例式：根据关系式列比例式时，要注意比例式等号两边物质的比例关系要相对应。 (4)求未知数：根据比例式求未知数，要注意挖掘题干中对数字位数要求的隐含信息，主要体现为保留小数点后几位或保留几位有效数字。 [典例剖析] [例3]　(1)将9.2 g钠投入足量的水中，生成NaOH　________　g，生成H2的体积在标准状况下为　________　。 (2)400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6 L Cl2(标准状况)完全反应，生成NaClO的物质的量为　________　。 [解析]　(1)依据题意―→写出正确的化学方程式―→找出量的关系―→列比例求解 方法一： 2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑ 46 g 80 g 22.4 L 9．2 g m(NaOH) V(H2) ＝⇒m(NaOH)＝＝16 g， ＝⇒V(H2)＝＝4.48 L。 方法二： n(Na)＝＝0.4 mol， 2Na＋2H2O===2 NaOH　＋　H2↑ 2 mol 2 mol 1 mol 0．4 mol n(NaOH) n(H2) n(NaOH)＝0.4 mol，n(H2)＝0.2 mol， 则m(NaOH)＝n(NaOH)×M(NaOH)＝0.4 mol×40 g·mol－1＝16 g， V(H2)＝n(H2)×Vm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。 (2)n(Cl2)＝＝0.25 mol。 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 1 mol 1 mol 0.25 mol n(NaClO) 0．25 mol∶n(NaClO)＝1∶1，则n(NaClO)＝0.25 mol。 [答案]　(1)16　4.48 L　(2)0.25 mol [变式训练] 3．过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12 L。 (1)计算至少需要称取过氧化钠的质量是多少？ (2)反应后生成NaOH的物质的量是多少？ 解：设需要过氧化钠的质量为m，生成NaOH的物质的量为n，则 2Na2O2＋2H2O===4NaOH　＋　O2↑ 2×78 g 4 mol 22.4 L m(Na2O2) n(NaOH) 1.12 L ＝，m(Na2O2)＝7.8 g， ＝，n(NaOH)＝0.2 mol。 答：(1)至少需要称取过氧化钠7.8 g。 (2)反应后生成NaOH的物质的量为0.2 mol。 1．下列关于决定物质体积的因素的说法，不正确的是(　　) A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距 B．相同条件下，分子数相同的任何气体都具有相同体积 C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同 D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大 解析：C　[从微观角度来说，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定，A正确；分子数相同的气体的物质的量相同，相同条件下体积也相同，B正确；C项结论只适用于气态物质，C错误；等质量的H2，压强越小、温度越高，气体体积越大，D正确。] 2．下列说法正确的是(　　) A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol B．0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等 解析：B　[没有指明标准状况，A错误；气体摩尔体积既适用于单一气体，也可以是混合气体，只要符合物质的量为1 mol，且为标准状况下，体积就约为22.4 L，B正确；标准状况下，1 mol任何气体的体积必定是22.4 L，C错误；18 g H2O是1 mol H2O，但22.4 L CO2不一定是1 mol，因为其他条件不确定，D错误。] 3．在标准状况下，a L气体X2和b L气体Y2恰好完全反应生成c L气体Z，若2a＝6b＝3c，则Z的化学式为(　　) A．XY2　　　　　　 B．X2Y C．X3Y D．XY3 解析：C　[在同温同压时，由＝知，反应的化学方程式为3X2＋Y2===2XmYn，得m＝3，n＝1。] 4．下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是(　　) A．温度相同，体积相同的O2和N2 B．温度相等，压强相等的CO和N2 C．压强相同，质量相同的O2和O3 D．体积相同，密度相等的CO和N2 解析：D　[根据N＝nNA知，分子数与物质的量成正比，所以只要二者物质的量相等其分子数就一定相等。A.压强情况未知，分子数不一定相等，错误；B.体积未知，分子数不一定相等，错误；C.质量相同的O3和O2，二者摩尔质量不等，分子数不等，错误；D.体积相同，密度相等的CO和N2，其质量相等，二者摩尔质量相等，所以其物质的量相等，分子数相等，正确。] 5．(1)9.03×1023个CH4中，含　________　 mol碳原子，　________　 mol氢原子，　________　 mol质子，____________________________________________________________ mol电子。与　________　个NH3含有相同数目的氢原子。 (2)与17 g NH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是　________　 L。 (3)某3.65 g气体在标准状况下的体积是2.24 L，则其摩尔质量是　________　。 (4)标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为　________　。 解析：(1)n(CH4)＝＝＝1.5 mol。所以含有1.5 mol碳原子，6 mol氢原子；由于每个CH4分子中含有10个质子和10个电子，所以含质子、电子的物质的量均为15 mol。2 mol NH3中含有6 mol H,2 mol NH3的分子个数为2NA，即1.204×1024。(2)17 g NH3的物质的量为＝1 mol，故与17 g NH3所含有分子数目相同的O2为1 mol，标准状况下体积为22.4 L。 (3)该3.65 g气体的物质的量为＝0.1 mol，故该气体的摩尔质量为＝36.5 g·mol－1。(4)9.03×1023个CH4所占的体积(标准状况下)：1.5 mol×22.4 L·mol－1＝33.6 L。 答案：(1)1.5　6　15　15　1.204×1024(或2NA) (2)22.4　(3)36.5 g·mol－1　(4)33.6 L [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$